KR100299133B1 - 이동통신시스템에서 휴대용 무선 전화기 가입자를 위한 홈 존서비스 방법 - Google Patents

Abstract

휴대용 무선 전화기 가입자에게 일정 지역 범위를 지정하고 그 범위 이탈 여부에 따라 요금 체계를 달리하여 과금하는 홈 존 서비스 방법에 있어서, 가입자가 속한 셀의 섹터 내에서 고정된 위치로부터 주변 기지국들까지의 라운드 트립 딜레이를 측정하여 제1값과 제2값 사이에 속하는 영역을 서브섹터로 결정하고, 상기 제1값과 제2값을 포함하는 홈 존 데이터 베이스를 만드는 제1과정과, 상기 가입자의 단말기가 통신을 위해 소정의 신호를 발생하면 상기 발생되는 신호로부터 라운드 트립 딜레이를 측정하는 제2과정과, 상기 측정된 라운드 트립 딜레이가 상기 홈 존 데이터 베이스에 포함된 제1값과 제2값 사이에 속하면 상기 가입자가 서브섹터 내에 있는 것으로 판단하는 제3과정을 가짐을 특징으로 한다.

Description

이동통신시스템에서 휴대용 무선 전화기 가입자를 위한 홈 존 서비스 방법{HOME ZONE SERVICE METHOD FOR PORTABLE RADIO TELEPHONE SUBSCRIBER IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동통신시스템에 있어서 휴대용 무선 전화기 가입자를 위한 홈 존 서비스(home zone service)에 관한 것으로, 특히 보다 정확하고 효율적인 홈 존 서비스를 실시할 수 있도록 하기 위한 방법에 관한 것이다.

홈 존 서비스는 이동전화 가입자에게 특정 영역[홈 존(home zone)]을 할당하고, 가입자가 그 영역 내에서 통화를 할 경우와 밖에서 통화를 할 경우의 요금 체계를 다르게 적용하는 것이다.

자신의 집을 홈 존으로 하여 홈 존 서비스를 신청한 가입자가 있다고 가정하면, 상기 가입자가 자신의 집에서 이동전화기로 통화를 할 경우에는 유선통화와 같은 요금을 부과하고 집 밖에서 통화를 할 경우에는 무선통화 요금을 부과하는 홈 존 서비스를 구현할 수 있다.

홈 존 서비스를 받고자 하는 가입자가 서비스 신청을 하면 그 가입자가 제시한 주소를 기준으로 기지국 위치 정보(위도/경도), 기지국 커버리지(coverage), 기지국 설치 현황 혹은 해당 지역 정보 등 몇 가지 사항을 고려하여 홈 존을 설정해주게 된다.

도 1은 섹터 베이스드 홈 존의 개념을 설명하기 위한 도면이다.

도시된 바와 같이 하나의 셀(cell)은 다수의 섹터(sector)로 나누어질 수 있다. 필요에 따라 셀(기지국)을 기본단위로 하여 홈 존을 설정하거나 섹터를 기본단위로 하여 홈 존을 설정할 수 있다.

그런데 이와 같이 홈 존을 설정할 때는 홈 존의 정확도 측면이나 사업자의 수익성 측면을 고려하여야 한다. 다시 말해서, 더 세분화되어야 할 필요성도 있다. 여기서 홈 존의 정확도라 함은 고정지점(예: 집)에서 발신 혹은 착신이 일어날 때, 상기 발신 혹은 착신이 일어난 곳을 홈 존으로 정확히 인식하는 능력을 나타낸다. 또한 사업자 측면에서 생각하면, 홈 존이 넓어진다는 것은 그만큼 수익이 줄어든다는 것을 의미하므로 여러 가지 요소를 충분히 고려하여 적절한 범위를 홈 존으로 설정할 수 있어야 한다.

따라서 본 발명의 목적은 보다 정확하고 효율적인 홈 존 서비스를 실시할 수 있도록 하기 위한 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 휴대용 무선 전화기 가입자에게 일정 지역 범위를 지정하고 그 범위 이탈 여부에 따라 요금 체계를 달리하여 과금하는 홈 존 서비스 방법에 있어서, 가입자가 속한 셀의 섹터 내에서 고정된 위치로부터 주변 기지국들까지의 라운드 트립 딜레이를 측정하여 제1값과 제2값 사이에 속하는 영역을 서브섹터로 결정하고, 상기 제1값과 제2값을 포함하는 홈 존 데이터 베이스를 만드는 제1과정과, 상기 가입자의 단말기가 통신을 위해 소정의 신호를 발생하면 상기 발생되는 신호로부터 라운드 트립 딜레이를 측정하는 제2과정과, 상기 측정된 라운드 트립 딜레이가 상기 홈 존 데이터 베이스에 포함된 제1값과 제2값 사이에 속하면 상기 가입자가 서브섹터 내에 있는 것으로 판단하는 제3과정을가짐을 특징으로 한다.

도 1은 섹터 베이스드 홈 존의 개념을 설명하기 위한 도면

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 서브-섹터 베이스드 홈 존의 개념을 설명하기 위한 도면

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 서브-섹터 베이스드 홈 존의 개념을 설명하기 위한 다른 도면

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 홈 존 서비스를 위한 가입자 정보 데이터베이스의 예를 나타낸 도면

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 가입자 직접 홈 존 확인 절차를 나타낸 순서도

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 단말기의 홈 존 확인 절차를 나타낸 순서도

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 하기 설명에서는 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 서브-섹터 베이스드 홈 존의 개념을 설명하기 위한 도면이다.

셀(기지국) 혹은 섹터를 기본단위로 하여 홈 존을 설정하는 경우를 섹터 베이스드 홈 존(sector based home zone)이라 하면, 도시된 바와 같이 섹터 내에서도 허용가능한 거리 범위를 지정하여 제한하는 경우는 서브-섹터 베이스드 홈 존(sub-sector based home zone)이라 칭할 수 있다.

도시된 바에 따르면, 전술한 도 1의 셀 #1중 섹터 #2를 예로 들어 서브섹터 #1∼#3으로 나눈 것이다. 상기 서브섹터 구분은 라운드 트립 딜레이(Round TripDelay: 이하 RTD라 함.)를 이용하여 이루어진다. 즉, 서브섹터 #1과 #2의 구분은 RTD_1에 의해 이루어지고 서브섹터 #2와 #3의 구분은 RTD_2에 의해 이루어진다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 서브-섹터 베이스드 홈 존의 개념을 설명하기 위한 다른 도면이다.

도 3a에 도시한 바와 같이, 어떤 가입자(100)가 셀 #10의 섹터 #2 일부와 셀 #11의 섹터 #1 일부가 중첩되는 지점에 위치해 있다고 가정한다. 이 경우 상기 가입자(100)의 홈 존 구성요소는 도 3b에 나타낸 바와 같이 2가지가 될 수 있다. 즉, 상기 가입자(100)는 셀 #10의 섹터 #2에서 RTD₂max와 RTD₂min 사이의 서브섹터에 속할 뿐만 아니라, 셀 #11의 섹터 #1에서 RTD₁max와 RTD₁min 사이 지역의 서브섹터에도 속한다. 그러므로 상기 가입자(100)는 상기 두 지역중 어느 한 위치에서 통화를 하는 경우에는 유선가입자의 통화요금체계에 따라 요금을 지불할 수 있게 된다.

여기서 상기 RTD를 계산하는 과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

내부에 고정지점(예: 가입자의 집)을 포함하도록 원형의 홈 존을 설정한다고 가정하면, 주변의 한 기지국으로부터 그 홈 존까지의 최소 거리와 최대 거리를 계산할 수 있다. 이때 상기 최소 거리는 기지국에서 상기 고정지점을 지나지 않고 홈 존의 경계에 이르는 직선 거리중 가장 짧은 거리가 된다. 상기 최대 거리는 고정지점을 기준으로 기지국과 반대방향에 있는 홈 존의 경계에서 상기 기지국에 이르는 직선 거리중 가장 긴 거리가 된다. 이러한 거리는 RTD로 표시할 수 있다. RTD는 거리를 전파 속도(C = 300,000 Km)로 나눈 뒤 왕복을 고려해서 2를 곱한 값이다. 기지국에서는 전파 발사후 가입자가 사용중인 단말기를 통해 되돌아온 신호의 시간을 측정하므로 다음 수학식 1과 같이 왕복 시간을 측정한다.

RTD_i = 2 × (D_i / C)

여기서 상기 i는 1 혹은 2이다. D_i는 i가 1일 때 최소 거리, i가 2일 때 최대 거리를 나타내기 위한 변수이다.

상기 거리 및 RTD의 정확도를 높이기 위해서는 다음과 같은 보완을 실시할 수도 있다.

기지국에서 각 위치까지의 거리는 직선상으로 계산할 수 있다. 즉, 두 지점의 경도 및 위도 차에 따라서 대략적인 거리가 계산된다. 그런데 장치에서는 단말기까지의 왕복 시간을 계산하므로 계산된 거리의 2배를 전파의 속도로 나누어 RTD값을 얻는다. 그러나 전파는 여러 경로(multipath)를 거쳐서 전달되는 바, 상기 계산된 RTD에 여러 경로를 거쳐오는 지연 시간을 더한다. 통상 유사한 지역에서의 지연 시간은 같을 수 있다. 그러므로 여러 곳에서의 시간 지연을 측정하여 이를 더한다. 다시 말해서, 도심, 상가, 아파트 혹은 공장 건물 지역 등에 따라 지연 시간을 분류한다.

초기 작성된 데이터 베이스의 RTD는 각 지점에서 기지국까지의 거리에 지역별 지연을 더한다. 이는 가입자에게 좀 더 정확한 RTD를 제공하기 위함이다. 그러나 이 값도 결국 예측값이므로 좀 더 정확할 필요가 있다. 그래서 가입자가 홈 존을 자신의 집으로 등록한 경우, 가입자가 자신의 홈 존(예: 집)에 있다고 예측되는시간에 통화하는 경우의 RTD를 장치에서 일정 기간 측정하여 이를 실제 RTD로 활용한다. 예를 들어 오전 0시 이후부터 6시 사이에는 자신의 집에 있을 확률이 매우 높으므로 그 사이의 통화는 집에서 이루어졌다고 볼 수 있다. 이때의 RTD를 측정하여 평균값이나 중앙값을 계산한다. 또한 실제로 가입자가 자신의 홈 존에서 통화를 하고 있으나 홈 존으로 인식이 되지 않는 경우가 있는데, 이런 경우에는 운용자가 실제로 가입자의 집 주변에서 통화를 하면서 기지국 ID, 섹터 ID, RTD를 측정하여 가입자의 홈 존 데이터 베이스에 기입한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 홈 존 서비스를 위한 가입자 정보 데이터베이스의 예로서, 두 명의 가입자가 등록된 상태를 나타낸 것이다.

상기 도 2에 따르면, 가입자 홍길동은 분당구 서현동 123번지에 거주한다. 그리고 홈 존 내부에서는 유선 가입자 번호(National Significant Number: 이하 NSN이라 함.)로 0342-779-8180을 사용하며, 홈 존 밖에서는 이동 전화 번호(Mobile Directory Number: 이하 MDN이라 함.)로 011-779-xxxx를 사용한다. 홍길동의 주택은 주변 3개 기지국에 의해서 서비스를 받을 수 있다. 홍길동이 등록된 홈 존은 기지국 1의섹터로부터 16칩(chip)∼40칩 이내의 영역이 된다. 이때 16 및 40은 최소 및 최대 RTD값으로서 실제 거리는 기지국으로부터 8∼20칩 거리가 된다. 또 기지국 2의섹터로부터는 10∼22칩 이내의 영역만 홈 존에 포함되며, 기지국 3의섹터로부터는 12∼24칩 이내의 영역만이 홈 존에 포함된다. 여기서 1칩 거리는 300,000킬로미터(Km)의 거리를 코드분할 다중접속(Code Division Multiple Access: CDMA) 변조 주파수인 1.2244메가헤르쯔(MHz)로 나눈 값으로 245미터(m)에 해당한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 가입자 직접 홈 존 확인 절차를 나타낸 순서도이다.

가입자는 단말기(MS)를 이용하여 현재 자신이 홈 존 내에 있는지 여부를 확인하기 위해서 단말기의 특정 키들(예: *89)을 직접 다이알링 할 수 있다. 상기 발신(call)에 따른 다이알 정보는 기지국(BS)으로 전송된다(51). 상기 기지국은 상기 다이알 정보를 수신함과 동시에 그 수신을 통해 RTD를 계산한다(52). 그리고 상기 기지국은 상기 다이알 정보와 계산된 RTD를 이동교환국으로 전송한다(53). 상기 이동교환국은 데이터 베이스 관리국(Data Base Management: 이하 DBM이라 함.)에 데이터 베이스 검색(retrieve)을 의뢰하여, 상기 DBM으로부터 해당 데이터 베이스를 받는다(54, 55). 여기서 상기 DBM은 편의상 HLR(Home Location Registration), VLR(Vistor Location Registration), LDSPC(Location Determination & Service Provisioning Center), CCC(Customer Care Center) 등을 포괄하는 용어로서 사용된다. 이동교환국과 상기 DBM 사이의 통신을 설명함에 있어 상기 HLR, VLR, LDSPC 및 CCC 사이의 세부적인 통신은 공지의 방식을 따른다.

그리고 상기 데이터 베이스에 의거 가입자의 서비스 등급(class)과 RTD 최대값(RTDmax) 및 최소값(RTDmin)을 체크한다(56). 상기 등급은 가입자가 홈 존 서비스를 신청할 때 어떻게 선택하느냐에 따라 달라진다. 가입자는 필요에 따라 홈 존 전용(service only in home zone)으로 선택하거나, 홈 존/이동 양용으로 선택할 수도 있다.

상기 체크결과 조건을 모두 만족하면 트래픽(traffic) 채널을 통해 단말기로 홈존 확인음을 송출하고, 조건을 만족시키지 않으면 비홈존 확인음을 송출한다(57). 이때 단말기는 현재 위치가 홈 존임을 혹은 홈존이 아님을 표시함으로써 가입자가 볼 수 있게 한다(58).

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 단말기의 홈 존 확인 절차를 나타낸 순서도이다.

단말기로 하여금 홈 존을 알 수 있게 하고, 홈 존을 벗어날 때는 자동으로 홈 존 이탈을 표시하게 하기 위한 것이다. 이를 위해 단말기는 홈 존 리스트를 미리 저장하고 있어야 한다(61).

단말기가 기지국에 기지국ID와 섹터ID를 전송한다(62). 그리고 단말기는 보유한 홈 존 리스트를 참조하여 상기 기지국이 자신의 홈 존에 속하는 기지국인지 확인하고(63), 홈 존에 속하면 위치 등록을 요구하는 메시지(Location Registeration Request)를 전송한다(64). 기지국은 상기 위치등록요구 메시지를 수신함과 동시에 상기 메시지의 수신을 통해 RTD(RTD1)를 계산한다(65). 이동교환국은 DBM에 기지국정보와 상기 위치등록요구 메시지 및 계산된 RTD(RTD1)를 전송한다(66). 이때 상기 DBM은 해당 가입자의 홈 존 데이터 베이스에 의거 미리 설정된 기지국정보 및 해당되는 RTD 최대값(RTDmax) 및 최소값(RTDmin)을 포함한 응답메시지를 이동교환국에 전송한다(68). 상기 이동교환국은 상기 계산된 RTD(RTD1)가 상기 RTD 최대값(RTDmax)과 최소값(RTDmin) 사이에 속하는지 여부를 체크한다(69). 상기 체크결과 조건을 만족하면 이동교환국은 트래픽 채널을 통해단말기로 홈 존 확인음을 송신하고(70a), 조건을 만족시키지 않으면 단말기로 비홈존 확인음을 송출한다(70b). 이때 단말기는 현재 위치가 홈 존임을 혹은 홈존이 아님을 표시함으로써 가입자가 볼 수 있게 한다(71).

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같은 본 발명은 홈 존을 설정할 때 섹터 내에서도 허용가능한 거리 범위를 지정하여 제한함으로써 보다 정확하고 효율적인 홈 존 서비스를 실시할 수 있게 하는 장점이 있다.

Claims (4)

1. 휴대용 무선 전화기 가입자에게 일정 지역 범위를 지정하고 그 범위 이탈 여부에 따라 요금 체계를 달리하여 과금하는 홈 존 서비스 방법에 있어서,

   가입자가 속한 셀의 섹터 내에서 고정된 위치로부터 주변 기지국들까지의 라운드 트립 딜레이를 측정하여 제1값과 제2값 사이에 속하는 영역을 서브섹터로 결정하고, 상기 제1값과 제2값을 포함하는 홈 존 데이터 베이스를 만드는 제1과정과,

   상기 가입자의 단말기가 통신을 위해 소정의 신호를 발생하면 상기 발생되는 신호로부터 라운드 트립 딜레이를 측정하는 제2과정과,

   상기 측정된 라운드 트립 딜레이가 상기 홈 존 데이터 베이스에 포함된 제1값과 제2값 사이에 속하면 상기 가입자가 서브섹터 내에 있는 것으로 판단하는 제3과정을 가짐을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1값과 제2값은 각각 라운드 트립 딜레이 최소값과 최대값임을 특징으로 하는 방법.
3. 홈 존 데이터 베이스를 구비하고, 상기 홈 존 데이터 베이스에 라운드 트립딜레이 제1 및 제2값으로 휴대용 무선 전화기 가입자의 서브섹터를 수록하여, 상기 가입자의 서브섹터 이탈 여부에 따라 다른 요금 체계로 과금하기 위한 홈 존 서비스 방법에 있어서,

   가입자의 단말기가 기지국으로 발신메시지를 전송하여 호를 시도하는 제1과정과,

   상기 기지국이 상기 발신메시지를 수신하는 동시에 상기 수신을 통해 라운드 트립 딜레이를 측정하여 상기 발신메시지와 함께 이동교환국으로 전송하는 제2과정과,

   이동교환국이 상기 홈 존 데이터 베이스를 참조하여 상기 라운드 트립 딜레이 측정값이 상기 라운드 트립 딜레이 제1값과 제2값 사이에 속하는지 여부를 확인하는 제3과정과,

   상기 라운드 트립 딜레이 측정값이 상기 라운드 트립 딜레이 제1값과 제2값 사이에 속하면, 상기 이동교환국이 발신을 허락하여 상기 기지국으로 하여금 상기 단말기에게 채널을 할당하도록 하는 제4과정을 가짐을 특징으로 하는 방법.
4. 홈 존 데이터 베이스를 구비하고, 상기 홈 존 데이터 베이스에 라운드 트립 딜레이 제1 및 제2값으로 휴대용 무선 전화기 가입자의 서브섹터를 수록하여, 상기 가입자의 서브섹터 이탈 여부에 따라 다른 요금 체계로 과금하기 위한 홈 존 서비스 방법에 있어서,

   가입자의 단말기가 기지국으로 미리 약속된 특정 코드를 전송하는 제1과정과,

   상기 기지국이 상기 특정 코드를 수신하는 동시에 상기 수신을 통해 라운드 트립 딜레이를 측정하여 상기 특정 코드와 함께 이동교환국으로 전송하는 제2과정과,

   이동교환국이 상기 홈 존 데이터 베이스를 참조하여 상기 라운드 트립 딜레이 측정값이 상기 라운드 트립 딜레이 제1값과 제2값 사이에 속하는지 여부를 확인하는 제3과정과,

   상기 라운드 트립 딜레이 측정값이 상기 라운드 트립 딜레이 제1값과 제2값 사이에 속하면, 상기 이동교환국이 상기 단말기에게 홈존 확인음을 전송하여 상기 단말기로 하여금 표시창에 홈 존임을 표시하게 하는 제4과정을 가짐을 특징으로 하는 방법.